package com.sailmi.oss.util;

public class SnowFlakeIdUtils {

	/**
	 * 开始时间戳，单位毫秒；这里是2021-06-01
	 */
	private static final long TW_EPOCH = 1622476800000L;

	/**
	 * 机器 ID 所占的位数
	 */
	private static final long WORKER_ID_BITS = 5L;

	/**
	 * 数据标识 ID 所占的位数
	 */
	private static final long DATA_CENTER_ID_BITS = 5L;

	/**
	 * 支持的最大机器ID，最大为31
	 *
	 * PS. Twitter的源码是 -1L ^ (-1L << workerIdBits)；这里最后和-1进行异或运算，由于-1的二进制补码的特殊性，就相当于进行取反。
	 */
	private static final long MAX_WORKER_ID = ~(-1L << WORKER_ID_BITS);

	/**
	 * 支持的最大机房ID，最大为31
	 */
	private static final long MAX_DATA_CENTER_ID = ~(-1L << DATA_CENTER_ID_BITS);

	/**
	 * 序列在 ID 中占的位数
	 */
	private static final long SEQUENCE_BITS = 12L;

	/**
	 * 机器 ID 向左移12位
	 */
	private static final long WORKER_ID_SHIFT = SEQUENCE_BITS;

	/**
	 * 机房 ID 向左移17位
	 */
	private static final long DATA_CENTER_ID_SHIFT = SEQUENCE_BITS + WORKER_ID_BITS;

	/**
	 * 时间截向左移22位
	 */
	private static final long TIMESTAMP_LEFT_SHIFT = SEQUENCE_BITS + WORKER_ID_BITS + DATA_CENTER_ID_BITS;

	/**
	 * 生成序列的掩码最大值，最大为4095
	 */
	private static final long SEQUENCE_MASK = ~(-1L << SEQUENCE_BITS);

	/**
	 * 工作机器 ID(0~31)
	 */
	private final long workerId;

	/**
	 * 机房 ID(0~31)
	 */
	private final long dataCenterId;

	/**
	 * 毫秒内序列(0~4095)
	 */
	private long sequence = 0L;

	/**
	 * 上次生成 ID 的时间戳
	 */
	private long lastTimestamp = -1L;

	/**
	 * 创建 ID 生成器的方式一: 使用工作机器的序号(也就是将机房的去掉给机器ID使用)，范围是 [0, 1023]，优点是方便给机器编号
	 *
	 * @param workerId 工作机器 ID
	 */
	public SnowFlakeIdUtils(long workerId) {
		// 计算最大值
		long maxMachineId = (MAX_DATA_CENTER_ID + 1) * (MAX_WORKER_ID + 1) - 1;

		if (workerId < 0 || workerId > maxMachineId) {
			throw new IllegalArgumentException(String.format("Worker ID can't be greater than %d or less than 0", maxMachineId));
		}

		// 取高位部分作为机房ID部分
		this.dataCenterId = (workerId >> WORKER_ID_BITS) & MAX_DATA_CENTER_ID;
		// 取低位部分作为机器ID部分
		this.workerId = workerId & MAX_WORKER_ID;
	}

	/**
	 * 创建 ID 生成器的方式二: 使用工作机器 ID 和机房 ID，优点是方便分机房管理
	 *
	 * @param dataCenterId 机房 ID (0~31)
	 * @param workerId     工作机器 ID (0~31)
	 */
	public SnowFlakeIdUtils(long dataCenterId, long workerId) {
		if (workerId > MAX_WORKER_ID || workerId < 0) {
			throw new IllegalArgumentException(String.format("Worker ID can't be greater than %d or less than 0", MAX_WORKER_ID));
		}
		if (dataCenterId > MAX_DATA_CENTER_ID || dataCenterId < 0) {
			throw new IllegalArgumentException(String.format("DataCenter ID can't be greater than %d or less than 0", MAX_DATA_CENTER_ID));
		}

		this.workerId = workerId;
		this.dataCenterId = dataCenterId;
	}

	/**
	 * 获得下一个 ID(该方法是线程安全的)
	 *
	 * @return 返回一个长度位15的 long类型的数字
	 */
	public synchronized long nextId() {
		long timestamp = timeGen();
		// 如果当前时间小于上一次 ID 生成的时间戳，说明发生时钟回拨，为保证ID不重复抛出异常。
		if (timestamp < lastTimestamp) {
			throw new RuntimeException(String.format("Clock moved backwards. Refusing to generate id for %d milliseconds", lastTimestamp - timestamp));
		}

		if (lastTimestamp == timestamp) {
			// 同一时间生成的，则序号+1
			sequence = (sequence + 1) & SEQUENCE_MASK;
			// 毫秒内序列溢出：超过最大值
			if (sequence == 0) {
				// 阻塞到下一个毫秒，获得新的时间戳
				timestamp = tilNextMillis(lastTimestamp);
			}
		} else {
			// 时间戳改变，毫秒内序列重置
			sequence = 0L;
		}
		// 上次生成 ID 的时间戳
		lastTimestamp = timestamp;

		// 移位并通过或运算拼到一起
		return ((timestamp - TW_EPOCH) << TIMESTAMP_LEFT_SHIFT)
			| (dataCenterId << DATA_CENTER_ID_SHIFT)
			| (workerId << WORKER_ID_SHIFT)
			| sequence;
	}

	private long tilNextMillis(long lastTimestamp) {
		long timestamp = timeGen();
		while (timestamp <= lastTimestamp) {
			timestamp = timeGen();
		}
		return timestamp;
	}

	private long timeGen() {
		return System.currentTimeMillis();
	}
}
